Entspannt auf Spannung – Flaschenzüge in der Baumpflege

„Hau-Ruck“ heißt es auf vielen Baustellen. Man zerrt und zieht, zu dritt, zu fünft. Und wenn‘s nicht reicht, springt auch der Kunde noch herbei. Das muss nicht sein!

Selbst die Kollegen, die sich eine Winsch geleistet haben oder einen Seilzug ihr Eigen nennen, erfreuen sich immer wieder an ihrem Rollensortiment. Aus den Rollen lässt sich mit wenig Aufwand ein Flaschenzug zusammenstellen. Äste werden angehoben, Seile werden auf Vorspannung gebracht und ganze Bäume neigen sich mit ihrer Hilfe zu Boden.

Flaschenzüge haben für unseren Arbeitsbereich folgende Vorteile:

1. Die aufzuwendende Kraft lässt sich über Anzahl und Anordnung der Rollen sehr gut steuern.
2. Flaschenzüge können schon mit wenig Materialaufwand aufgebaut werden.
3. Sie lassen sich mit einer Rücklaufsperre kombinieren.
4. Sie lassen sich als „Modul“ auf ein bestehendes System aufsatteln.
5. Im Gegensatz zu Drahtseilzügen sind Flaschenzüge sehr leicht.
6. Die Kosten liegen weit unter den Kosten einer Winsch oder eines Seilzuges.

Wie funktionieren Flaschenzüge? Vorab: Das meiste, was in den Lehrbüchern über Flaschenzüge zu finden ist, hilft uns nicht weiter. Nicht selten ist es sogar falsch. Daher werden hier einige Begriffe etwas anders definiert, um manche Flaschenzüge besser erklären zu können und um das Verständnis zu erleichtern. Wir arbeiten mit drei verschiedenen Arten von Flaschenzügen:

1. Faktorenflaschenzügen,
2. Potenzflaschenzügen oder
3. mit einer Mischung aus beiden und solchen, für die es keine Namen gibt.

Und es gibt zwei Arten von Rollen:

1. feste Rollen
2. lose Rollen

Zunächst zu den Rollen: Eine feste Rolle verändert nur die Richtung der Kraft (Abb. 1). Um eine Last mit der Kraft von einem KN um einen Meter anzuheben, muss ich mit einem kN einen Meter weit ziehen (1:1).

Eine lose Rolle verändert dieses Verhältnis. Zwar benötige ich weniger Kraft, dafür muss ich aber mehr Seil durchziehen, was gleichbedeutend ist mit mehr Weg zurücklegen. In Abb. 2 ergibt sich ein Verhältnis von 2:1, das bedeutet: Um eine Last mit der Kraft von einem kN um einen Meter anzuheben, muss ich mit der halben Kraft doppelt so weit ziehen. Die geleistete Arbeit bleibt die gleiche.

 
 

Nach dieser Definition ergibt sich, dass der (hoffentlich) „fest“ eingebaute RopeGuide oben im Baum eine lose Rolle darstellt: Um einen Meter hochzukommen, muss ich zwei Meter Seil durchziehen (Abb. 3). Da sträuben sich zwar einige Physikerhaare, aber wenn dem nicht so wäre, kämen wir kaum in die Bäume. Des weiteren ergibt sich, dass eine lose Rolle das Verhältnis um einen Faktor zwischen ‚größer als eins’ und ‚kleiner/gleich drei’ verändert (in Abb. 4 ist es z.B. der Faktor 3 und die nächste lose Rolle (Abb. 5) besitzt den Faktor 5/3).

 

Nun zu den verschiedenen Arten von Flaschenzügen:
Ein Faktorenflaschenzug besteht aus festen und losen Rollen, wobei alle losen Rollen an der Lastseite und alle festen am Ankerpunkt angeschlagen sind. Das sich ergebende Verhältnis berechnet man besser nicht wie in den meisten Physikbüchern anhand der Anzahl der losen Rollen mal zwei, sondern mittels der zu verkürzenden Seilstrecken zwischen Lastseite und Ankerpunkt. So wird  deutlich, dass es einen Unterschied macht, wie herum ich einen Faktorenflaschenzug einbaue. Das System mit zwei Doppelrollen in Abb. 6 hat ein Verhältnis von 4:1, in Abb. 7 aber eines von 5:1! Mein Physikbuch käme in beiden Fällen auf 4:1.
Der Vorteil des Faktorenflaschenzuges besteht darin, dass Last und Ankerpunkt in einem Zug, ohne nachzusetzen, zusammengebracht werden können. Vor allem beim Umziehen von Bäumen kann dies sehr wichtig sein. Muss nämlich ein Baum über seinen Schwerpunkt gezogen werden, ist ein gleichmäßiger Zugohne Unterbrechung erforderlich. Der Nachteil dieses und aller anderen von Hand betriebenen Flaschenzüge besteht manchmal in der Geschwindigkeit: Je leichter es geht, desto langsamer bewegt sich die Last. Bei einigen Fällungen muss aber schnell gezogen werden. Hier muss eine Maschine helfen.

Der Potenzflaschenzug besteht nur aus losen Rollen mit dem Faktor 2. Hier lässt sich bei gleicher Anzahl Rollen das höchste Verhältnis erzielen. Abb. 8 stellt mit nur einer losen Rolle den einfachsten Potenzflaschenzug dar (2:1). In Abb. 9 erreiche ich mit zwei Rollen bereits ein Verhältnis von 4:1, drei Rollen ergäben 8:1! Der Vorteil dieser Flaschenzüge liegt in dem geringen Materialaufwand. Sie sind daher eher in der Bergund Höhenrettung zu finden. Aber auch wir kommen immer wieder in Situationen, in denen mit wenig viel erreicht werden muss.

Bei der Mischung aus beiden und bei Flaschenzügen, für die es keine Namen gibt, betreten wir ein interessantes Feld. Zum einen verlässt uns unser Physikbuch nun endgültig, zum anderen finden wir hier viele Anwendungen für unsere Arbeit.

 

Abb. 10 zeigt einen sehr einfachen Aufbau unseres 5:1 Faktorenflaschenzuges, der mit einer weiteren Rolle kombiniert wurde: Schon haben wir ein Verhältnis von 9:1. Es macht übrigens in diesem Fall keinen Unterschied, in welche Richtung gezogen wird. Es ist immer 9:1. Abb. 11 und 12 zeigen die Erweiterung um eine weitere Rolle: das Verhältnis beträgt nun 17:1 oder 19:1, je nachdem in welche Richtung gezogen wird.

Spätestens hier sollten alle Komponenten auf ihre Bruchlasten hin überprüft werden. Eine Person kann mit einem 5:1 Faktorenflaschenzug durchaus fünf kN erzeugen. Bei 19:1 ist es zwar nicht knapp das Vierfache, denn es geht Reibungsenergie verloren, doch ein normaler 22 kN Karabiner hat in diesem System nichts mehr verloren.

Eine weitere, interessante Variation des reinen Potenzflaschenzuges habe ich schon in Abb. 5 dargestellt. Bei diesem Aufbau wird die letzte lose Rolle jeweils auf das Seil gesetzt, welches aus der vorherigen Rolle kommt. Der Vorteil ist hier, dass jede Rolle, mit Ausnahme der ersten, eine lose Rolle ist, also eine „Erleichterung“ darstellt. Außerdem ist der Aufbau einfach, übersichtlich und es bedarf keines zusätzlichen Seiles.

Die Verhältnisse der Mischformen und der, für die es keinen Namen gibt, sowie aller anderen Flaschenzüge lassen sich auch berechnen. Die Methode nennt sich „Freischneiden“. An einem einfachen Beispiel (Abb. 13) lässt sich das Prinzip darstellen: Man beginnt am Ende und schreibt an das Seil des Flaschenzuges, an dem gezogen wird, eine eins. An der ersten Rolle wird die Kraft umgelenkt. Also steht an dem Seil, das die erste Rolle verlässt, auch eine eins. An der Rolle wirken zweimal 1×2. Das Seil mit dem Faktor 1 verläuft weiter zur nächsten Rolle, wird dort umgelenkt und wirkt zusammen mit der ‚Faktor 2’-Rolle an der Last. 1 + 2 = 3. Nach diesem Prinzip lassen sich alle hier abgebildeten Flaschenzüge errechnen.

Für uns Baumpfleger ist vor allem der 5:1 Faktorenflaschenzug ein sehr hilfreiches Werkzeug. Er kann als fertiges System in einem Seilsack vorbereitet sein und so schnell zum Einsatz kommen. Soll er auf ein Seil aufgesetzt werden, empfiehlt es sich, dies mit einer acht Millimeter Rundschlinge und einem Machard-Knoten zu tun. Auch ein Prusik ist denkbar, ein Klemheist jedoch nicht, da letzterer umschlagen kann. Dann hilft nur noch aufschneiden. Hat man das Glück und es sind zwei dieser Flaschenzüge auf der Baustelle, kann man sie aneinanderreihen und man erhält ein Verhältnis von 25:1 (Abb. 14).

Auf diesen Baustellen ist kein „Hau-Ruck“ mehr zu hören. Der Kunde staunt von der Terrasse aus und die Baumpfleger bringen ganz entspannt Spannung ins Seil.

Für wichtige Anregungen, Informationen und Kritik danke ich Andreas Detter, Brudi & Partner – TreeConsult.

Der Autor: Dirk Lingens selbständiger Baumpfleger mit SKT und Ausbilder SKT, tätig auch im Industriebereich – Seilzugangstechnik Weitere Informationen